我們?cè)陂L(zhǎng)距離跑步、參加馬拉松過程中是否有過這樣刻骨銘心的感受：跑到后面感覺快到自己的極限了，仿佛多一步都邁不出去，跑友們俗稱“撞墻”?！白矇Α睍r(shí)，究竟是體內(nèi)能量物質(zhì)完全耗竭了？還是肌肉疲勞導(dǎo)致邁不開腿，又或是大腦已經(jīng)無力指揮肌肉工作，心累了？

　　一、不存在能源物質(zhì)在跑步過程中完全耗竭導(dǎo)致撞墻一說

　　身體內(nèi)可以提供能量的物質(zhì)有糖、脂肪和蛋白質(zhì)。其中，糖的儲(chǔ)量相對(duì)最少，供能效率卻最高；體內(nèi)脂肪儲(chǔ)量很多，完全可以支撐很長(zhǎng)時(shí)間低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)。并且運(yùn)動(dòng)時(shí)，往往都是糖和脂肪混合供能為主，特別對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間中低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)來說，脂肪供能比例的提高可以起到節(jié)約糖的作用。

　　舉例來說：

　　普通人血液內(nèi)大約有5克左右的血糖，肝臟中含有100克肝糖原，肌肉中含有400克肌糖原，人體內(nèi)糖由這三部分組成，他們都可以為運(yùn)動(dòng)提供熱量。

　　人體內(nèi)糖含量=5+100+400=505克

　　1克糖分解釋放的熱量＝4大卡

　　人體內(nèi)所有糖的熱量＝505×4＝2020大卡

　　假定一名體重60公斤的人以6:00配速跑步，6:00配速時(shí)，每公斤體重每小時(shí)可以消耗大約10大卡熱量，這就意味著此人跑步1小時(shí)，可以消耗600大卡熱量。此人如果要完全消耗掉體內(nèi)所有的糖，需要多長(zhǎng)時(shí)間呢

　　這似乎說明為什么全馬比賽時(shí)，撞墻容易發(fā)生在3-3.5小時(shí)，因?yàn)榇藭r(shí)體內(nèi)糖原消耗殆盡，就會(huì)發(fā)生明顯的體力不支。

　　但需要注意的是，上述計(jì)算是假定跑馬時(shí)全部由糖供能。事實(shí)上，跑步時(shí)糖和脂肪都會(huì)參與供能，無非是供能比例高低問題，強(qiáng)度高時(shí)糖供能比例高，強(qiáng)度低時(shí)，脂肪供能比例高，這就是為什么長(zhǎng)時(shí)間中低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)適合減肥的理論基礎(chǔ)。

　　因此，在混合供能情況下，人體可以維持?jǐn)?shù)小時(shí)，甚至十幾小時(shí)的運(yùn)動(dòng)。所以，如果以糖耗竭解釋撞墻，并不能完全解釋通。糖耗竭時(shí)運(yùn)動(dòng)能力可能下降，但不會(huì)完全邁不開腿，那么撞墻時(shí)，感覺完全邁不開腿究竟是什么原因呢？

　　二、肌肉和大腦疲勞或許是撞墻更為重要的原因

　　既然撞墻無法完全用能源物質(zhì)耗竭解釋，研究人員就試圖分析剩余兩個(gè)因素—腿累還是心累？

　　用專業(yè)術(shù)語來說，就是肌肉疲勞還是大腦疲勞？當(dāng)然這里的心指的是大腦，真正的心臟是不可能累到無法跳動(dòng)，因?yàn)樯恢?，心臟跳動(dòng)永不停歇，除非猝死。

　　最新發(fā)表在運(yùn)動(dòng)科學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)期刊Medicine & Science in Sports & Exercise（競(jìng)技與運(yùn)動(dòng)中的科學(xué)與醫(yī)學(xué)）雜志上，由英國(guó)諾森比亞大學(xué)Kevin Thomas教授完成的一項(xiàng)研究，試圖分析究竟是肌肉疲勞還是大腦疲勞，引發(fā)了長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)后的“撞墻”。

　　這項(xiàng)研究主要探討了以不同強(qiáng)度進(jìn)行力竭性自行車運(yùn)動(dòng)過程中，大腦和肌肉在疲勞發(fā)生時(shí)所扮演的角色。

　　Thomas教授采用了一個(gè)重要指標(biāo)—最大隨意收縮能力（maximal voluntary contraction，MVC），也就是受試者盡自己最大能力完成一次肌肉收縮，這個(gè)指標(biāo)既反映了大腦的激活動(dòng)員能力，也即支配肌肉的能力，也反應(yīng)了肌肉本身的收縮能力。當(dāng)大腦疲勞時(shí)，最大隨意收縮能力可能會(huì)下降，同樣當(dāng)肌肉本身疲勞時(shí)，最大隨意收縮能力也會(huì)下降。

　　Thomas教授，讓12名經(jīng)過良好訓(xùn)練的自行車運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)前，測(cè)試其MVC，然后讓他們以不同強(qiáng)度全力騎行，直至筋疲力盡，然后再次測(cè)試MVC，這樣就可以反映其疲勞程度。

　　這12名自行車運(yùn)動(dòng)員，在間隔較長(zhǎng)的三天中，分別按照三種不同的額定功率（代表不同強(qiáng)度）完成了力竭騎行，其中 極限強(qiáng)度組騎行平均功率為379瓦， 大強(qiáng)度組平均功率為305瓦； 中等強(qiáng)度組平均功率為 254瓦，在這三種強(qiáng)度下，運(yùn)動(dòng)員騎行至力竭的平均時(shí)間分別為：3分鐘，11分鐘和42分鐘。

　　如圖A所示：三鐘不同強(qiáng)度后力竭騎行后，大腿前側(cè)股四頭肌MVC的變化。結(jié)果顯示肌肉的疲勞程度似乎下降程度都差不多，均略大于15%。那么這時(shí)的疲勞究竟是肌肉本身疲勞，還是大腦疲勞導(dǎo)致的呢？

　　整體疲勞程度

　　如果使用電刺激去刺激不同部位，就能反映出疲勞是來自肌肉還是來自大腦。如果使用電刺激去刺激上游部位的大腦時(shí)，即采用經(jīng)顱磁刺激，這樣就可以刺激大腦產(chǎn)生信號(hào)，引起外周肌肉的收縮，這是測(cè)定中樞疲勞的方法。而如果采用電刺激直接刺激肌肉，引起肌肉收縮，則是測(cè)試肌肉疲勞的方法。

　　如圖B所示，當(dāng)直接刺激肌肉時(shí)，我們可以看到極限強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組疲勞水平最高，也即此時(shí)骨骼肌收縮力量下降最明顯，差不多下降了33%，而大強(qiáng)度組和中等強(qiáng)度組僅僅下降了20%不到。這說明，如果是短時(shí)間大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致疲勞的主要原因是肌肉累了。

　　肌肉疲勞程度

　　圖C是給予大腦經(jīng)顱磁刺激，顯示了與直接刺激肌肉不同的結(jié)果：中等強(qiáng)度組，也即運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)組，MVC下降最明顯，說明中等強(qiáng)度長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)組的大腦疲勞最為明顯。也就是說，受試者雖然仍在努力地收縮他們的股四頭肌，可是大腦已經(jīng)開始罷工了，不愿意給外周的肌肉發(fā)放信號(hào)。

　　大腦疲勞程度

　　三、大腦疲勞是跑馬時(shí)撞墻的重要原因之一

　　這一研究結(jié)果充分回答了我們?cè)谖恼聞傞_始提出的問題：到底是大腦先疲勞還是你的腿先疲勞呢？顯然，大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)你的肌肉影響更大，肌肉疲勞是導(dǎo)致你無力堅(jiān)持大強(qiáng)度負(fù)荷的主要原因。

　　而長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)性運(yùn)動(dòng)，對(duì)你的大腦影響更大，不是你的肌肉無法持續(xù)工作，而是你的大腦疲勞，大腦帶頭罷工，自然肌肉小弟們就跟著起哄。這就可以形象地比喻為：工會(huì)（大腦）挑頭，帶領(lǐng)工人（肌肉）罷工。

　　這一現(xiàn)象從神經(jīng)生理學(xué)也可以得到解釋，大腦作為人體最為重要的器官之一，是最需要得到保護(hù)和休息的。當(dāng)你肌肉一直工作，如跑馬，就意味著大腦需要持續(xù)不斷地向肌肉發(fā)出指令，讓肌肉持續(xù)工作。但大腦如果持續(xù)工作，導(dǎo)致大腦過度消耗，那么大腦就會(huì)進(jìn)行自我保護(hù)，出現(xiàn)斷崖式或者瀑布式的工作能力下降，這時(shí)，你不僅僅是跑得慢了，而是跑不動(dòng)了。

　　四、大腦疲勞仍然有待深入研究

　　當(dāng)然在現(xiàn)實(shí)中，我們面臨的情況遠(yuǎn)比實(shí)驗(yàn)中來得復(fù)雜得多，疲勞發(fā)生跟我們運(yùn)動(dòng)的形式、運(yùn)動(dòng)的持續(xù)時(shí)間以及環(huán)境等因素都有關(guān)系。比如在這項(xiàng)研究中也有一些非常有意思的發(fā)現(xiàn)。大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物如乳酸，不僅直接影響了骨骼肌的收縮，還會(huì)影響大腦對(duì)神經(jīng)和肌肉的控制。大腦作為人體最為復(fù)雜的器官，其研究難度也相當(dāng)大，運(yùn)動(dòng)引起的大腦疲勞仍然有許多未解之謎。

　　大腦疲勞除了導(dǎo)致我們?cè)谂荞R時(shí)撞墻，注意力渙散，出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)能力斷崖式下降外，跑馬結(jié)束后，一些跑友頭痛欲裂，可能也跟大腦疲勞有關(guān)。消除大腦疲勞的方法目前仍然不是很有針對(duì)性，我們也只能采用放松慢跑、拉伸、及時(shí)補(bǔ)充能量和水，洗個(gè)澡、好好休息、聽聽音樂等非特異性的恢復(fù)方式來幫助大腦和肌肉一起恢復(fù)。

　　當(dāng)然我們可以確定無疑是：

　　有沒有辦法平時(shí)不跑卻能輕松完成馬拉松？

　　沒有！

　　有沒有不經(jīng)訓(xùn)練，跑馬時(shí)不發(fā)生大腦疲勞的方法？

　　沒有！

　　有沒有不經(jīng)訓(xùn)練，提高配速的神奇方法？

　　沒有！

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